Практическое занятие № 4.
Исследование проходимости колёсных тракторов
С шарнирной рамой
Тяговый баланс трактора определяется следующей зависимостью:
P R £ P т £ P j,
где P т – сила тяги трактора по двигателю, Н; P j – сила тяги трактора по сцеплению с почвой. Н; P R – силы сопротивления движению трактора, Н.
Сила тяги P т определяется из технической характеристики трактора. Класс тяги трактора - 6 кН. Это номинальное тяговое усилие трактора. Для каждой передачи в технической характеристике трактора приводится расчётное значение тягового усилия Р т. Трактор Т-25АЛ имеет два ведущих моста и, в связи с этим, тяговое усилие значительно увеличивается по сравнению с серийным трактором Т-25А. По экспериментальным данным тяговое усилие трактора Т-25АЛ меняется, в зависимости от состояния почвы и от загруженности полезным грузом. Производственные испытания и исследования показали, что трактор Т-25АЛ при движении по пересечённой местности с включенными двумя ведущими мостам и со сдвоенными шинами (на тракторе установлено 8 колёс) на первой передаче развивает тяговое усилие до 20 кН и способен трелевать пачку хлыстов или сортиментов до 3-х м3 (рис.6.1).
Сила тяги по сцеплению определяется по формуле
P j = G сц × j,
где G сц – сила тяжести трактора, приходящаяся на ведущие колеса, Н;
j - коэффициент сцепления ведущих колёс с почвой.
Силы сопротивления движению определяются из следующей зависимости:
PR = Pf ± Pi ± Pw ± Pj + Ркр,
где Pf – сила сопротивления качению, Н; Pi – сила сопротивления, возникающая от уклона пути, Н; Pw – лобовое сопротивление, Н; Pj – сила инерции (при неустановившемся движении), Н; Р кр – сила сопротивления трелюемой пачки хлыстов или лесохозяйственной машины.
При установившемся движении сила инерции Pj = 0. Лобовым сопротивлением Pw в связи с тем, что скорость движения мала пренебрегаем.
Для участка, где уклон отсутствует Р i = 0.
Тогда для установившегося движения сила сопротивления движению трактора определится следующим образом:
PR = Pf + Ркр.
Для анализа тягового баланса трактора рассмотрим случаи движения трактора с грузом и в порожнем состоянии при углах подъема дороги
a = 0°, 7°, 14°. Угол подъема в 7° определен предельным из расчета тягового усилия при номинальной мощности двигателя.
При максимальной мощности двигателя фактическое тяговое усилие, как указывалось выше, значительно превосходит расчетное номинальное. Поэтому следует также рассмотреть случай преодоления трактором угла подъема пути a > 7°.
Наибольшую долю покрытой лесом площади России (89,7%) составляет рельеф с крутизной склонов до 15°. Исходя из этого, для расчета наряду с другими случаями примем угол a = 14°.
Коэффициент сцепления движителя с почвой составляет j = 0,3 – 0,6. В случае, когда несущая способность грунта весьма низка j = 0,3.
Для расчетов принимаем средние почво-грунтовые условия, при которых коэффициент сцепления j = 0,45, коэффициент сопротивления качению колес f = 0,15.
Результаты расчета тягового баланса трактора для указанных условий согласно формулам и сведены в табл. 6.1.
Как показывают результаты расчета (см. табл. 6.1), для принятых расчетных случаев показатели по тяге трактора вполне удовлетворяют условию тягового баланса.
Колесный движитель трактора имеет возможность развивать силу тяги по сцеплению, превышающую с достаточным запасом необходимее для преодоления сил сопротивления движению усилие тяги по двигателю. Это исключает пробуксовывание колес трактора в неблагоприятных дорожных условиях.
Мощности двигателя достаточно для преодоления сил сопротивления (если нет других препятствий) как с грузом, так и без груза в широком диапазоне рельефных условий.
Т а б л и ц а 4.1
Результаты расчета тягового баланса трактора Т-25АЛ
| Транспортный режим | a, град. | G сц, кН | PR кН | P т, кН | P j, кН | Примечание |
| С грузом | 22,67 | 7,43 | 8,54 | 10,2 | Включен только передний мост, движение на П передаче | |
| С грузом | 49,51 49,51 | 13,41 16,78 | 17,00 17,00 | 22,12 21,61 | f = 0,10 | |
| Без груза | 22,67 | 5,97 | 7,34 | 10,2 | Включен только передний мост, движение на III передаче | |
| 39,31 | 10,81 | 17,00 | 17,83 | – | ||
| 39,91 | 15,47 | 17,00 | 14,42 | – |
При движении трактора на горизонтальном участке пути для удовлетворения его тягово-сцепных качеств условиям движения достаточно включения только переднего моста.
При этом трактор может осуществлять движение на повышенных передачах, что очевидно из сравнения сил сопротивления и расчетных сил тяги по двигателю при его номинальной мощности на соответствующих передачах.
При преодолении значительных подъемов пути (7° – 14°) тягово-сцепные показатели обеспечиваются автоматическим включением заднего моста в режим ведущего в дополнение к работе переднего ведущего моста. Преодоление трактором предельного подъема пути (a = 14°) с грузом возможно при благоприятных условиях дорожного сопротивления (f = 0,10).
В целом, анализ результатов расчета тягового баланса свидетельствует, что колесный трактор Т-25АЛ может достаточно успешно работать в сложных лесных условиях под пологом леса на рубках ухода.
Большое влияние на проходимость трактора с грузом имеет значение площади пятна контакта, получаемой при деформации колёс. График влияния площади пятна контакта на удельное давление на грунт трактора представлен на рис.4.2.
Рис.4.1. Трактор Т-25АЛ повышенной проходимости
ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ИЗМЕНЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ 
(г/см2)
График изменения удельного давления на грунт в зависимости от
площади пятна контакта Fпк
1. Открываете Excel.
2. Набираете таблицу: в одном столбике значения ОХ, во втором значения по ОУ
3.Выделяете левой кнопкой мыши область диаграммы – то есть созданную таблицу.
4. Дальше: Вставка—Диаграмма.
5.Открывается диалоговое окно, состоящее из 2-х окошечек—левого и правого:
В левом окошечке выбирают тип диаграммы—в нашем случае это точечная, в правом—вид диаграммы.
Потом необходимо нажать кнопку ДАЛЕЕ.
6. Откроется 2 шаг построения диаграммы:
Здесь ничего менять не надо. Снова нажимаем кнопочку ДАЛЕЕ.
7.Открывается диалоговое окно под названием «3 шаг». Здесь во вкладке заголовки нужно подписать название осей. Там будет справа картинка будущей диаграммы, а слева написано; Название диаграммы, под ней окошечко, куда вписывают название. Ось ОХ (ось ОХ—ось категорий), ОХ—Fпк,см2.
Аналогично с осью ОУ. (ОУ-ось значений): ,г/см2. (Под осью ОХ и под осью ОУ имеются окошечки). В окошечки вписываются данные. ДАЛЕЕ.
8.Открывается 4 шаг построения. Здесь тоже менять ничего не надо. Нажимаете ГОТОВО и на листе появляется график.
9. Для того чтобы поменять цвет фона нужно навести на него курсор(только именно на «ОБЛАСТЬ ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММЫ», а не на «линию сетки»), нажать ПРАВОЙ кнопкой мыши и из выпавшего списка выбрать «ФОРМАТ ОБЛАСТИ ПОСТРОЕНИЯ».
В правом окошечке с заголовком «заливка» выбрать нужный цвет.
10. Если нужно сделать оси более жирными, то нужно щёлкнуть именно по ним (по каждой в отдельности), чтобы на оси появились чёрные квадратики. Далее, держа указатель наведённым на ось (должна всплыть подсказка «Ось У(значений)» нажать правой кнопкой мыши и выбрать Формат оси.
Там выбрать нужную толщину линии и нажать ОК. То же самое сделать для ОХ.
11. Если не нужна справка ЛЕГЕНДА «Ряд 1», то нужно щёлкнуть по ней, чтобы появилась рамочка с чёрными квадратиками и нажать и нажать DELETE или правая кнопка мыши- ОЧИСТИТЬ. Она должна исчезнуть.
12. Итак, график построен. Далее. Файл. Параметры страницы. Колонтитулы. Создать верхний колонтитул.
Открывается диалоговое окно «три окошечка».
Левой кнопкой мыши щёлкнуть по левому окошечку. Затем ОК. Ещё раз ОК. ДАЛЕЕ: Файл. Просмотр страницы.
Если всё устраивает, то печатать. На принтере получаем график.
Рис. 4.2. График изменения удельного давления на грунт
на основании производственных испытаний